基于STL面片法向矢量的自适应分层算法

文章分析、比较了快速成形自适应分层的现有算法。提出了基于STL文件三角形面片法向矢量的自适应分层算法。该算法根据给定的加工精度，可以很方便地求出相应的符合精度要求的分层厚度。通过与现有算法的比较，表明该算法简单、计算量较小而且容易实现。     

3D打印模型特征细节自适应分层优化方法及试验研究

针对3D打印自适应分层技术无法较好地保留模型特征细节的问题,提出3D打印模型特征细节自适应分层优化方法（model details adaptive slice method, MDASM）,该方法基于三角面片法向量的自适应分层方法（normal vector of triangular face adaptive slice method, NTASM）来确定不存在模型特征细节的分层厚度。首先,设定角度变化阈值与切平面相邻高度三角面片法向量的角度变化进行比较,识别是否存在垂直尖角特征,并确定垂直尖角特征分层厚度。其次,设定面积变化阈值与切平面封闭轮廓曲线面积进行比较,识别是否存在平行尖角特征,并确定平行尖角特征分层厚度。最后,取3种分层厚度的最小值作为分层厚度。Matlab仿真表明,相较于NTASM,MDASM模型成形精度提高了24.2%。熔融沉积成形（fused deposition modeling, FDM）结果表明,相较于NTASM,MDASM模型成形效率降低了21.8%,表面粗糙度减小了14.57%。仿真和FDM试验研究表明,MDASM在保证模型成形效率的前提下,能够更好地保留模型特征细节,具有更好的模型成形精度和实用性。     

基于STL模型的轮廓线自适应分层方法研究

目前,大多数快速成型系统在表达CAD模型时仍采用STL模型。由于快速成型自身的特点,对STL模型进行分层处理是其必由之路。在分析了传统的STL模型分层方法的基础上,提出了一种基于STL模型的轮廓外形线自适应分层的方法,然后通过实例对该自适应分层方法进行了验证,证明了该方法的可行性和正确性。     

基于小波分析的快速成形自适应分层算法

试图从信号处理的角度考察快速成形工艺,并分别应用傅立叶变换和小波变换作为在快速成形中分析成形过程的工具。采用多分辨率分析技术后能以物体轮廓的信息进行自适应分层,在变换缓慢的部分采用较厚的分层,在变换剧烈的部分采用较薄的分层,这样可以兼顾成形质量和成形速度。选用了harr基小波函数,它可以对快速成形所特有的阶梯分层边缘特征进行精确拟和,因此提供了用来进行误差分析和模拟显示的理论工具。     

基于STEP的非均匀自适应分层方法

现有的自适应分层方法,通常对整个零件采用同一个最大的尖顶高度要求,实际上,大多数零件由于表面的重要程度不同,而需要不同的尖顶高度要求。对零件的不同表面采用不同的尖顶高度要求,可以进一步提高自适应分层的效率。为此,提出了一种在CAD系统外直接对STEP标准CAD模型进行非均匀自适应分层的方法,CAD系统与分层系统之间的数据交换采用STEP中性文件的格式。选择好零件的制作方向后,用户可根据零件表面的重要程度指定不同的尖顶高度要求,然后系统自动对CAD模型进行自适应分层。最后给出了分层实例,并对结果进行分析。     

基于Bezier曲线生成3D打印分层路径

3D打印可实现高效无模成形,而在医疗、汽车、航空航天和建筑领域得到了广泛的应用.3D打印中分层路径精度影响着填充图和成型的精度.Bezier曲线具备光滑连接特性,被广泛应用于自由曲线曲面造型中.为了提高分层路径的精度,采用三次Bezier曲线生成切面层路径.首先通过3D打印切片算法得到单一闭合曲线有序散点,然后根据切片...     

快速成形制造中基于模型连续性的快速分层算法研究

提出了基于模型连续性进行分层的思想,通过建立ＳＴＬ模型的分层面新相交三角形面片表文件,提取模型的活性拓扑结构的方式,显著降低了内存的占用量,并加快了拓扑信息提取时间。     

基于散乱点云模型的自适应分层方法研究

针对在分层过程中,如何调节分层效率与成型精度之间矛盾的问题,通过对现有分层算法,分层过程中初始分层厚度确定、数据精简及轮廓线拟合等方法的研究,提出了一种基于点云距离变化的自适应分层算法。基于散乱点云模型,通过计算每层切片中各线段与最近点的距离,筛选出了距离的最大值;计算了相邻两层之间最大距离的变化率,然后与设定的阈值进行了比较,自动地调整了分层厚度;经过对斗齿点云模型的分层实验,验证了算法的有效性。实验结果表明:该算法能够在一定程度上平衡分层效率和成型精度之间的关系,并且适应于高精度、型面较复杂模型的分层。     

一种基于STEP的CAD模型直接分层方法

提出了一种基于产品模型数据交换标准的3维计算机辅助设计实体模型直接分层方法,零件的原始计算机辅助设计模型以产品模型数据交换标准中性文件的格式输入分层系统,系统提取其几何拓扑信息并重建计算机内部几何模型。用户选择零件的制作方向并指定分层厚度后,系统自动对计算机辅助设计模型进行直接分层,分层结果可直接送到各种快速成型系统加工。基于产品模型数据交换标准的计算机辅助设计模型直接分层不依赖任何特定的计算机辅助设计系统,通用性、灵活性好,而且产品模型数据交换标准文件的数据量大大小于STL文件,有利于网络化设计与制造环境下的数据传输与交换。     

快速成形技术中基于切片轮廓信息的自适应分层算法

快速成形的成形精度和速度往往是一对矛盾体 ,自适应分层方法是解决这一矛盾很好的方法之一。本文通过分析和比较切片轮廓信息 ,提出了一种简单而实用的适用于STL及PIC文件格式的自适应分层方法 ,并介绍了该自适应分层的算法。该方法在保证制件成形精度的前提下能极大地提高制件的成形速度     

快速成型中直接切片边界曲线补偿方向判定

在分析快速成型制造中直接切片真实边界曲线补偿方向特点的基础上,提出了一种将曲线边界转化为直线多边形进行补偿方向判定的方法,并阐述了该判定方法的几何意义。在AutoCAD环境下利用ARX开发软件,实现了真实边界中曲线补偿方向的自动识别。其优点是不需要将曲线用细小的直线段逼近,利用曲线直接确定边界补偿方向,提高了计算速度,减少了加工件微小特征的丢失。     

快速成形领域中的直接切片研究

对比了直接切片文件与STL文件各自的优缺点，介绍了CLI、SLC等多种直接切片文件格式，提出采用英国Delcam公司的PIC文件作为直接切片数据描述格式的方案。实际制件应用中发现，PIC文件采用直线、圆锥曲线、三次Bezier曲线描述2维截面轮廓，在精度、文件大小、处理时间等方面都优于线性近似描述格式。     

基于三维体素模型的功能梯度材料信息建模

以快速成型技术为背景,提出了一种基于体素模型的功能梯度材料／零件建模方法。根据八叉树结构,将复杂CAD模型离散为精确的26邻接体素模型,选取点、线或面作为参考特征,以数字距离变换为手段,计算体素中心到特征点、线或面的最短欧氏距离,选取适当的以此距离为变量的材料组分分布函数,建立起复杂零件的功能梯度材料模型,实验证实了本方法的有效性。     

基于实际切齿方法的弧齿锥齿轮三维造型

发展了格利森制弧齿锥齿轮实际切制过程的模拟方法,利用展成法的原理得到实际加工弧齿锥齿轮齿面上的点,利用曲面重建的方法由点得到三维弧齿齿面,最后建立了格利森制弧齿锥齿轮的三维实体模型。由于弧齿锥齿轮的三维实体模型,基于实际的加工方法,可以模仿弧齿锥齿轮机床加工时的调整,灵活的进行三维弧齿齿面调整,以实现弧齿锥齿轮的虚拟试切,降低成本,提高效率,同时使齿面啮合接触区更加合理。     

三维打印技术研究

从材料形式与原理两方面对几种主流的3D打印技术进行了详细的对比与分析。研究表明:基于液态形式的三维立体光刻技术具有最高的精度,但可用材料较少且成本较高;基于粉末形式的3D打印技术可用于对结构稳定性要求高的工件制作;而基于薄片形式的分层实体制造技术可用于对精度要求不高的批量制造。     

CAD三维造型图学思维模式

指出CAD3D造型技能实质是大脑中"心理造型系统"与"3D软件命令记忆系统"之间的转化技能,并提出"心理造型"系统训练的重要性,克服把主要精力用于繁琐命令的记忆这样的学习误区。提出了3D造型过程的图学思维框架,以促使该技能的学习步入理性轨道,更利于该技能的有效提高。     

基于实例的齿轮滚刀三维CAD模型设计

针对齿轮滚刀的设计特点,通过建立一个实例齿轮滚刀的三维CAD模型,将模型中的特征控制属性值定义为参数,并用高级语言开发齿轮滚刀参数计算和与三维CAD软件联接的应用程序。在应用程序中,实现齿轮滚刀参数的自动计算与齿轮滚刀三维CAD模型的自动修改,以达到齿轮滚刀的三维CAD模型设计自动化。     

基于逆向工程的产品快速制造的研究

以吸尘器为例,详细阐述了逆向工程技术和快速成型技术在产品设计中的应用和实现。采用三坐标测量机测得吸尘器表面若干空间点数据,利用U G N X 6.0对其点云数据进行处理并完成三维C A D模型的重建,最后基于3D P技术实现对吸尘器原型的快速成型制造,从而为后续对新产品进行快速评价、结构优化验证和性能测试等方面打下坚实的基础。结果表明,逆向工程与快速成型技术相结合,为新产品尤其是复杂型面产品的设计与制造提供了更为广阔的平台,并且缩短产品开发周期、降低试制成本、避免产品研发失败的风险,可以极大地提高企业的竞争力和经济效益。     

基于结构造型技术的三维CAD系统的研究

结构造型技术通过改进现有特征造型方法和产品模型表示法,实现了装配模型与零件模型的统一.论述了结构造型技术的基本概念、性质和设计原则,提出了基于结构造型的CAD软件架构和建模方法,并详细讨论了产品模型的维护策略和流程控制方法.该方法已用于KMCAD3D系统,实践证明该系统可以有效地维护设计意图,简化模型维护算法;人机交互操作步骤少,避免了重复数据输入,与传统特征造型系统相比,设计效率提高2～3倍.     

基于三维CAD软件的制图教学改革

研究了基于三维CAD软件的工程制图辅助教学，以三维CAD软件为教学支撑软件进行教学方法改革，并研究了CAD技术发展下的教学内容改革。